苯乙烯是一种重要的有机化工原料,传统乙苯催化脱氢制苯乙烯的工艺存在能耗高的缺点,且催化剂的使用周期短,因此研发高选择性,高活性和稳定性的节能型催化剂,对于实现苯乙烯生产的节能降耗具有重要意义。氧化铁系催化剂是乙苯催化脱氢的核心,氧化铁种类繁多性能各异,纳米α-Fe₂O₃由于表面效应和小尺寸效应,与助剂Ce O₂和K₂CO₃结合后可以提高催化剂的分散性,进而提升催化剂的活性。本论文采用溶胶-凝胶法制备了尺寸为20-40 nm的高分散且形貌均匀的纳米级氧化铁,用于制备乙苯脱氢催化剂,结果表明,当钾铁质量比为0.20,氧化铁可完全转化为铁酸钾,降低了催化剂中的钾含量。同时在催化剂中以硝酸铈为铈源引入前驱体有效降低了Ce O₂的颗粒度,提高其在催化剂中的分散度,增加了催化剂表面的氧化还原活性位。通过改善催化剂的制备工艺,采用湿法沉淀法合成催化剂时,进一步提高了催化剂的稳定。通过活性评价,催化剂在40 h内保持稳定,乙苯的平均转化率为57.81%,苯乙烯的平均选择性为94.66%,获得了综合性能较好的乙苯脱氢的催化剂。采用XRD、TG和SEM三种表征手段研究了催化剂反应前后的晶相和表面结构的变化,结果表明,钾在催化剂颗粒内部的再分配和活性相中Fe³⁺被还原可能是催化剂失活的主要原因。